高产表面活性素的重组枯草芽孢杆菌构建及培养优化

作     者：王苗苗 于慧敏 何欣 李艳梅 杨怀宇 Miaomiao Wang;Huimin Yu;Xin He;Yanmei Li;Huaiyu Yang

作者机构：清华大学化学工程系教育部工业生物催化重点实验室北京100084 中国石油天然气股份有限公司大庆炼化公司黑龙江大庆163000 

出 版 物：《生物工程学报》 (Chinese Journal of Biotechnology)

年 卷 期：2020年第36卷第11期

页      面：2377-2386页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 081702[工学-化学工艺] 081703[工学-生物化工] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0836[工学-生物工程] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：国家重点研发计划(No.2018YFA0902200) 国家自然科学基金(Nos.21706145,21776157) 中国博士后科学基金(No.2017M610915)资助 

主　　题：表面活性素 重组枯草芽孢杆菌 脂肪酸合成 前体优化 

摘      要：表面活性素是一种新型生物表面活性剂,因其具有良好的表面活性、可生物降解及抗菌活性,在石油开采、医药、农业和食品化妆品等领域具有广阔的应用前景。高产表面活性素菌株的获得和发酵过程优化是其商业化生产的关键。文中考察了脂肪酸合成途径对表面活性素合成的影响,强化脂肪酸生物合成关键基因以及该途径全部基因分别构建了高产表面活性素枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis THBS-2和THBS-8,并对发酵过程中氨基酸种类及添加量、诱导剂异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)添加时间和添加量等条件对产物合成的影响进行考察,获得优化的两阶段前体添加方案:发酵3 h,加入IPTG和L-亮氨酸,使其终浓度分别为1.25 mmol/L、5 g/L;发酵24 h,添加L-亮氨酸(终浓度5 g/L)和浓缩培养基5 mL。优化条件下,枯草芽孢杆菌THBS-2摇瓶发酵48 h,表面活性素产量高达24 g/L;30 L发酵罐中发酵68 h,产物产量最高达到34 g/L。研究结果为表面活性素的工业化生产及应用奠定基础。